import java.util.Arrays;

public class TestHeap {
    public int[] elem;
    public int usedSize;//记录当前堆当中 有效的数据个数
    public static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;

    public TestHeap() {
        this.elem = new int[DEFAULT_CAPACITY];
    }

    //初始化elem数组
    public void initElem(int[] array) {
        /*elem = Arrays.copyOf(array,array.length);
        usedSize = elem.length;*/
        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
            elem[i] = array[i];
            usedSize++;
        }
    }

    //创建大根堆,O(N)
    public void createHeap() {
        //从最后一个棵子树开始调整
        //这里用usedSize 是因为数组中元素可能没有全部赋值
        //parent 可以取到0，就是这棵二叉树的根节点
        for (int parent = (usedSize - 1 - 1) / 2; parent >= 0; parent--) {
            //找到每颗子树最大值并与根节点交换，向下调整
            siftDown(parent, usedSize);
        }
    }

    //向下调整
    private void siftDown(int parent, int len) {
        int child = 2 * parent + 1;

        //while 表示向下调整不只一次
        //child < len 表示至少有左孩子
        while (child < len) {
            //判断是否有右孩子防止越界，同时左孩子和右孩子比较大小
            if (child + 1 < len && elem[child] < elem[child + 1]) {
                child = child + 1;
            }
            //走完上述if语句，证明child 一定保存的是左右两个孩子最大值的下标
            //判断是否要与当前子树根节点交换
            if (elem[child] > elem[parent]) {
                swap(child, parent);
                //parent中小的元素往下移动，可能会造成子树不满足堆的性质，因此需要继续向下调整
                parent = child;
                child = 2 * parent + 1;
            } else {
                break;
            }
        }
    }

    private void swap(int i, int j) {
        int tmp = elem[i];
        elem[i] = elem[j];
        elem[j] = tmp;
    }


    //插入,插入到堆末尾
    public void push(int val) {
        //判断数组是否满了，满了扩容
        if (isFull()) {
            elem = Arrays.copyOf(elem, 2 * elem.length);
        }
        //插入到堆末尾
        elem[usedSize] = val;
        //向上调整
        siftUp(usedSize);
        usedSize++;
    }

    public boolean isFull() {
        return usedSize == elem.length;
    }

    //向上调整
    private void siftUp(int child) {
        int parent = (child - 1) / 2;

        while (child > 0) {
            if (elem[child] > elem[parent]) {
                swap(child, parent);
                child = parent;
                parent = (child - 1) / 2;
            } else {
                break;
            }
        }
    }

    //删除元素，删除的一定是堆顶元素
    public int pop() {
        if (usedSize == 0) {
            return -1;//或者抛出自定义异常
        }
        int oldVal = elem[0];
        //堆顶元素与堆中最后一个元素交换
        swap(0, usedSize - 1);
        //删除
        usedSize--;
        //向下调整
        siftDown(0, usedSize);
        return oldVal;
    }

    //堆排序
    public void heapSort() {
        int end = usedSize - 1;
        while (end > 0) {
            swap(0,end);
            siftDown(0,end);
            end--;
        }
    }
}
